人工知能を用いた動作解析に基づくスポーツ障害・外傷のメカニズムの解明

2023 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20K11358
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 川口 航平 東京大学, 医学部附属病院, 届出研究員 (40794227)
• 研究分担者: 武冨 修治 東京大学, 医学部附属病院, 講師 (70570018) ; 中村 仁彦 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任研究員 (20159073) ; 池上 洋介 東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 助教 (90774414)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: スポーツ損傷 / 人工知能 / バイオメカニクス

研究実績の概要

我々の研究は、スポーツ障害・外傷のメカニズムの解明及びリスク因子を同定すべく、シーズン前のメディカルチェック時に、人工知能を用いた3次元動態解析法(AI VMocap)を用いてシーズン前の各選手のジャンプ、ターン、ランニングなどの運動基本動作を撮影を行い、メディカルチェックとして身長、体重、体組成計測装置を用いて筋量、体脂肪率、測定者による関節弛緩性・筋の柔軟性、関節可動域の計測、動態視力や動態反応速度また筋力測定器による筋力測定、重心動揺計を用いてバランス評価及び静止時、走行中の足底圧などの各項目を計測・記録した。心理的競技能力診断検査(DIPCA.3)での心理的因子も加え、その後のシーズンの障害・外傷状況を加えデータベースを作成し、様々なスポーツ障害・外傷のリスク因子及びスポーツ選手の特性の解明に至った。本年度では、アメリカンフットボール選手におけるハムストリング肉ばなれのリスク因子（Mizutani et al. BMC Musculoskeletal dis 2023）、女子サッカー選手における足関節外側靱帯損傷のリスク因子（Taketomi et al. OJSM 2024）、アメリカンフットボール選手における膝前十字靱帯損傷のリスク因子（Taketomi et al. APSMART 2024）が新たに明らかになった。また研究全体を通して、男子サッカー選手における足関節捻挫のリスク因子や男子サッカー選手における足関節慢性不安定症のメカニズム、サッカー選手における男女の着地姿勢の違い、女子サッカー選手のおける利き足と非利き足の着地肢位の違い、男女サッカー選手の身体組成の違いなど様々なスポーツ障害・外傷におけるリスク因子やメカニズムをこの研究を通じて明らかにすることができた。

研究成果

• [雑誌論文] Lower hamstring to quadriceps muscle strength ratio and lower body weight as factors associated with noncontact anterior cruciate ligament injury in male American football players: A prospective cohort study (2024)
  • 著者名/発表者名: Taketomi Shuji、Kawaguchi Kohei、Mizutani Yuri、Takei Seira、Yamagami Ryota、Kono Kenichi、Murakami Ryo、Kage Tomofumi、Arakawa Takahiro、Fujiwara Sayaka、Tanaka Sakae、Ogata Toru
  • 雑誌名: Asia-Pacific Journal of Sports Medicine, Arthroscopy, Rehabilitation and Technology 巻: 35 ページ: 43 47
  • DOI: 10.1016/j.asmart.2023.11.006
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Factors Associated With a Lateral Ankle Sprain in Young Female Soccer Players: A Prospective Cohort Study (2024)
  • 著者名/発表者名: Taketomi Shuji、Kawaguchi Kohei、Mizutani Yuri、Takei Seira、Yamagami Ryota、Kono Kenichi、Murakami Ryo、Kage Tomofumi、Arakawa Takahiro、Fujiwara Sayaka、Tanaka Sakae、Ogata Toru
  • 雑誌名: Orthopaedic Journal of Sports Medicine 巻: 12 ページ: -
  • DOI: 10.1177/23259671231221481
  • 査読あり
• [雑誌論文] Risk factors for hamstring strain injury in male college American football players -a preliminary prospective cohort study (2023)
  • 著者名/発表者名: Mizutani Yuri、Taketomi Shuji、Kawaguchi Kohei、Takei Seira、Yamagami Ryota、Kono Kenichi、Kage Tomofumi、Sameshima Shin、Inui Hiroshi、Fujiwara Sayaka、Tanaka Sakae、Ogata Toru
  • 雑誌名: BMC Musculoskeletal Disorders 巻: 24 ページ: -
  • DOI: 10.1186/s12891-023-06565-w
  • 査読あり / オープンアクセス